微指令控制器基本原理

微指令控制器的基本原理

微命令和微操作一一对应。一个微命令对于一根输出控制线

相容性微命令：可以并行完成的微命令

互斥型微命令：不可以并行完成的微命令

微命令格式

水平型微命令

一条微命令可定义多个可并行的微命令

｜操作控制 ｜顺序控制｜

微程序条数少，执行速度快

但是微指令很长，编写十分麻烦

垂直型微命令

一条微命令只能定义一个微命令，由微操作码字段规定具体规格
｜微OP ｜Rd ｜Rs ｜
｜微操作码｜目的地址｜源地址｜

微指令短，简单规整，便于编写微程序

但是微程序很多条，执行速度慢，工作效率低

混合型微命令

在垂直型的基础上加一些不太复杂的并行操作

微指令较短，任然便于编写；微程序也不长，执行速度快

微指令的编码方式

直接编码

在微指令的操作控制字段中，每一位代表一个微操作命令，某位为1就代表该控制信号有效

优点：简单，直观，执行速度快，操作并行性良好

缺点：微指令字长过长，n个微命令就要求微指令的操作字段有n位，造成控存容量极大

字段直接编码

将微指令的控制字段分成若干个段

每段经过译码后发出控制信号

微命令字段分段的原则：

1.互斥型微命令放在同一段内，相容性命令分在不同段内，

2.每个小段中包含的信息位不难太多，否则将增加译码线路的复杂性和译码时间

3.一般每一个小段还要留出一个状态，表示本字段不发出任何微命令，此时，当某字段长度为3时，最多只能表示7个互斥的微命令，000表示不操作

3位可以表示8种状态

比如说，(pc)->mar和(pc)+1=pc

这两个指令是互斥的，永远不可能并行发出

这样就能把他们并行了


优点是：可以缩短微指令字长

缺点：还要通过译码电路后再发出微命令，因此比直接编码方式慢

字段间接编码方式

一个字段中的某些微命令，可能需要另一个字段中的某些微命令来解释，由于不是靠字段直接译码发出的微命令，故称为字段间接编码，又称为隐式编码

优点：可以进一步缩短微指令字长

缺点：削弱了微指令的并行控制能力，故通常作为字段直接编码方式的一种辅助手段

微指令地址形成的方式

微地址的下地址字段指出（断定法）

微指令格式中设置一个下地址字段，由微指令的下地址字段直接给出后记微指令的地址，这种方式又称为断定方式

根据机器指令的操作码形成

当机器指令取至指令寄存器后，微指令地址由操作码经微地址形成部件形成

增量计数法

（CMAR)+1=CMAR

分支转移

｜操作控制字段｜转移方式｜转移地址｜

转移方式：指明判别的条件

转移地址“转移成功之后的去向

通过测试网络

不用过度深究

由硬件产生微程序的入口地址

第一条微指令地址 由专门的硬件产生

中断周期 由硬件产生中断周期微指令存放地址